我国第二代静止气象卫星定轨测距方案探讨

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1、第29卷第6期2010年12月飞行器测控学报JournalofSpacecraftTT&CTechnologyV01．29No．6Dec．20lO我国第二代静止气象卫星定轨测距方案探讨’刘灵，何兵哲，赵俊艺，王宏卓(中国空间技术研究院西安分院·陕西西安-710000)摘要：针对我国第二代静止气象卫星高精度定轨测距任务需求．提出了一种五站联合实时测距定轨方案。该方案可以实时修正电离层时延、卫星转发器时延等因素对测距精度的影响；同时对卫星设备配置要求相对简单。经初步分析，该方案可以满足我国第二代静止卫星定轨测距性能要求。关键词：静止气象卫星；定轨；电离层折射误差；双频校I卜中图

2、分类号：V556．3文献标识码：A文章编号：1674—5620(2010)06—0090—05ResearchonAccurateOrbitDeterminationSchemeforGeostationaryMeteorologicalSatelliteLIULing，HEBingzhe．ZHAOJunyi。W人NGHongzhuo(Xi’anDepartmentofCAST．Xi’an。ShaanxiProvince710000)Abstract：Aschemeofdeterminingorbitofgeostationarymeteorologicalsatellit

3、eaccuratelyisputforwardinthispa—per．Thepropagationdelaycausedbyionosphereandsatellitetranspondercanbecorrectedinreal—time．’Fheanaly—sisresultindicatestheschemecanmeettheneedoforbitdeterminationofthe2ndgenerationgeostationarymeteoro—logicalsatellite．Keywords：GeostationaryMeteorologicalSatel

4、lite；()rbitDetermination；IonosphereRefractionError；Dual—frequencyCorrection0引言相对于第一代气象卫星，我凶第二代静止气象卫星在观测空间分辨率、时间分辨率和区域机动探测能力等方面性能大幅提升。为了使获得的气象资料更好地发挥效益。需要对卫星实施精密定轨。本文针对第二代静止气象卫星定轨测距方案进行了探讨。1风云二号气象卫星测距方案简介[1]我国第一代气象卫星(风云二号卫星)采用3点测距定轨方案，其工作过程为：地面主站用^。载波把3点测距信号(伪码或侧音调制信号)发给卫星，卫星将收到的测距信号下变频至^，，

5、并向主站和两副站广播。主站收到卫星下行测距信号并进行处理后，可得主站与卫星之间的双程距离R，。两副站将卫星下行测距信号变频至中频，并进行放大．而后再变频至卫星上行频率凡(副站1)和几(副站2)，发送给卫星。卫星将这2个信号变频至下行频率九(副站1)和。氏(副站2)，并传输给主站。主站对这2个信号处理后分别测得上站经卫星、副站1(或副站2)的四程时延Rz-(R。-)。进而可得副站l与卫星之间的双程距离为R：=R：。一R。，副站2与卫星之间的双程距离为R。一R。。一R。。由上述工作过程可见，风云二号卫星3点测距系统测距精度受限于2个主要因素：(1)电离层引入的时延误差电离层对测

6、距信号时延只能靠模犁修正，精度差。(2)转发器引入的时延误差随着工作时间加长，卫星测距转发器对测距信号的时延可能发生变化，无法在轨准确修正。特别是，副站为转发站，测距不连续，达不到新一代静止气象卫星连续测距定轨的要求。2第二代静止气象卫星定轨测距方案2．1测距方案制约因素(1)频率资源国际电联分配给地球同步静止轨道卫星下行L·收祷日期：2010--03—04；修曰日期：2010—07—26第一作者简介：列灵(1977一)。女，工程师，主要从事卫星测拉技术研究；E-mail：liul@cast504．eonl第6期刘灵。等：我lfq第二代静lt7C象IJ．J矗定轨测硝i办案探

7、讨频段信号可川资源为1675MHz～1698MHz。相对于风云二号卫星。第：二代静止气象卫星转发广播的信号种类多、信号占片j带宽大，频率资源紧张。为解决卜述nlJ题。】{星转发器除采用频率资源时分复用、频分复用、极化复用等措施外，利用S频段工程测控下行频率强化卫星测距性能。(2)卫星测距设备配置无论从可靠性还是卫星主要性能方面考虑。相对于气象载荷。第二代静止气象卫星星载测距设备在设备构成、体积、质鲢、能源等方面都受到严格限制。因此，在方案选取时，选用简单易行、高可靠性、成熟度高、占用Il星资源相对较少的测距方案。(